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感温变色粉材料的国外研究进展
2021-02-23

感温变色粉材料的国外研究进展

感温变色粉材料的研究始于20世纪30年代,至今已有八十多年的发展历史。感温变色粉材料首先是由德国研制出来的,一开始目的是为了测量某些特殊场合下物体表面的温度及其分布,主要应用于军事领域。随后,美国、英国、日本等也研制出多种功能型感温变色粉材料。但是,在开始的研究阶段,感温变色材料一般是不可逆的,且变色温度较高。进入20世纪80年代以来,感温变色粉开始向低温、可逆方向发展,并且开发出有机、无机、液晶等多种感温变色粉材料。进入21世纪,各国对感温变色粉材料的研究更加深入,取得了不错的成果。

感温变色粉.png

Binions等在玻璃上制备了钨掺杂二氧化钒热致变色薄膜材料,得到了一种很好的智能窗材料。Chen等用溶胶-凝胶法制备了透明的热致变色VO2-sio2薄膜。该热致变色薄膜在可见光区域具有很强的透光系数,而且不影响其热致变色性能。为了获得感温带较宽的测温材料,Davis等l将多种具有不同温度变化范围的变色液晶制成多层热变色涂料,各层之间用惰性物质隔开,制得了具有较宽感温带的测温材料,从而大大拓宽了感温变色粉材料的测温范围。

加拿大的Maclaren等从分子尺度详细讨论了结晶紫内酯构成的三组分变色复配物中每种组分对材料变色性能的影响。通过一系列的研究发现,在三组分变色复配物中,感温变色粉材料的变色速度与变色程度与隐色剂与显色剂之间作用的强弱有关,且材料的变色温度是由溶剂的熔点直接决定的。在某一特定的温度范围内,当外界温度较高时,隐色剂为闭环的内酯环结构,感温变色粉材料呈现为无色;当温度降低时,隐色剂内酯环断裂,变为醒式开环结构,从而呈现为蓝色。Maclaren等人的研究成果为三组分热致变色复配物的制备奠定了良好的理论基础。

德国的Seeboth等研究了不同感温变色粉材料的变色机理和应用情况,指出有机可逆感温变色粉材料是未来更具发展空间和研究价值的热致变色材料,并通过对有机可逆感温变色粉材料在建筑领域的应用情况进行系统研究发现,这种材料不仅增加了我们的生活乐趣,还能达到节能环保的目的。

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